APLICAÇ ˜AO DE BALANCEAMENTO ESPECTRAL E DMO NO

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Revista Brasileira de Geofısica (2006) 24(2): 273-290© 2006 Sociedade Brasileira de GeofısicaISSN 0102-261Xwww.scielo.br/rbg

APLICACAO DE BALANCEAMENTO ESPECTRAL E DMONO PROCESSAMENTO SISMICO DA BACIA DO TACUTU

Michelangelo G. Silva1 e Milton J. Porsani1,2

Recebido em 24 marco, 2006 / Aceito em 19 junho, 2006Received on March 24, 2006 / Accepted on June 19, 2006

ABSTRACT. In the 80s, in sedimentary area of the Tacutu Basin a large exploratory expedition of hydrocarbons was undertaken for PETROBRAS, including a series of

seismic reflection and refraction surveys, and the drilling of two pioneers wells. The seismic acquisition was performed with low coverage (12). Additionally, the seismic

data was largely affected by the groundroll. The low S/N ratio was responsible for the poor quality of the subsurface imaging, generated as final result of the seismic data

processing. In this work we investigate the performance of some filtering techniques to improve the quality of the seismic image. The processing was carried out using

the basic steps: geometry, amplitude correction, velocity analysis, NMO and DMO correction and stacking. Aiming the groundroll attenuation, we have used a spectral

balancing technique, that proves to be much effective, compared to the FK filtering approach. Results obtained with the seismic line 50-RL-90, combining different

filtering techniques, allows us to suggest a processing flow, to improve the quality of the stacked seismic section associated with data of poor S/N ratio acquired with

low coverage.

Keywords: Seismic processing, Tacutu Basin, Spectral balancing, DMO, groundroll.

RESUMO. Na decada de 80 a PETROBRAS realizou uma campanha exploratoria de hidrocarbonetos na Bacia sedimentar do Tacutu, que compreendeu a aquisicao de

varias linhas sısmicas alem da perfuracao de dois pocos pioneiros. A aquisicao foi conduzida com baixa multiplicidade sısmica CMP (12). Adicionalmente, a qualidade

dos dados sısmicos e ruim devido a forte presenca do groundroll. A baixa razao sinal/ruıdo e a baixa multiplicidade comprometem seriamente a qualidade das imagens de

subsuperfıcie, geradas como resultado final do processamento sısmico. No presente trabalho investigamos o desempenho de varias tecnicas de filtragem para melhorar

a qualidade das imagens sısmicas. O fluxograma de processamento convencional utilizado seguiu os passos basicos: geometria, correcao de amplitude, analise de

velocidades, correcao de NMO e DMO, e empilhamento. Com o objetivo de atenuar o groundroll utilizamos a tecnica de balanceamento espectral, que se mostrou

bastante eficaz, comparada com o metodo tradicional FK. Os resultados obtidos sobre a linha sısmica 50-RL-90, nos permitem sugerir um procedimento para melhorar

a qualidade das secoes sısmicas empilhadas, associadas a dados de baixa qualidade e pequena cobertura sısmica.

Palavras-chave: Processamento sısmico, Bacia do Tacutu, balanceamento espectral, DMO, groundroll.

1Universidade Federal da Bahia, Rua Barao de Jeremoabo, s/n, Campus Universitario de Ondina, Instituto de Geociencias, Laboratorio de Geofısica de Exploracao de

Petroleo, 40170-115 Salvador, BA, Brasil. Tel/fax: (71) 3203-8551 – E-mail: [email protected]: [email protected]

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274 PROCESSAMENTO SISMICO DA BACIA DO TACUTU

INTRODUCAO

No presente trabalho investigamos a aplicacao de metodos de fil-tragem para o processamento de dados sısmicos de baixa qua-lidade e adquiridos com baixa cobertura sısmica, representadospelos dados sısmicos da Bacia do Tacutu.

A Bacia do Tacutu esta localizada na fronteira entre o Estadode Roraima, no Brasil, e o Distrito de Rupununi, na RepublicaCooperativa da Guiana. Segundo Eiras & Kinoshita (1990),esta bacia sedimentar de idade Mesozoica se desenvolveu comoum rifte intracontinetal na parte central da regiao cratonicacorrespondente ao Escudo das Guianas. O arcabouco sedi-mentar dessa bacia compreende rochas sedimentares e vulcano-sedimentares.

Apesar da existencia de um grande volume de informacoesgeofısicas sobre a Bacia do Tacutu, nao se pode afirmar que essaarea tenha sido completamente avaliada. Acredita-se que, pelacarencia de informacoes diretas de subsuperfıcie, nao foi possıvellocalizar reservatorios convencionais nas secoes conhecidas(Eiras & Kinoshita, 1990). Na parte brasileira, a PETROBRASlevantou, entre 1980 e 1986, 1.948 km de linhas sısmicas dereflexao. Entretanto, em dezembro de 1987, as atividades ex-ploratorias foram suspensas nessa porcao da bacia. Os dadossısmicos foram processados na epoca com o metodo classicode empilhamento CMP (Ponto Medio Comum) e migracao pos-empilhamento no tempo. A interpretacao dos resultados desseprocessamento sısmico forneceu informacoes a respeito dograben do Tacutu e de sua evolucao tectonica, porem acredita-se que estas informacoes nao sao suficientes para se fazer umainterpretacao mais acurada. Justifica-se, portanto, a necessidadedo reprocessamento dos dados sısmicos existentes, utilizandotecnicas mais sofisticadas ou nao convencionais, que oferecamimagens sısmicas com melhor resolucao.

O processamento de dados sısmicos de reflexao e uma ati-vidade de rotina da industria do petroleo e tem por objetivo aobtencao de imagens sısmicas representativas da geologia desubsuperfıcie. Para tanto, a qualidade dos dados sısmicos de-sempenha um papel fundamental e a presenca do groundrollnos dados sısmicos terrestres e, por conseguinte, um fator quecompromete seriamente a qualidade final do processamento. Paracumprimento desse objetivo, os dados sısmicos sao submetidosa uma serie de filtragens e manipulacoes que podem ser subdi-vididas, basicamente em duas etapas: (i) o pre-processamentoque compreende a preparacao e tratamento dos dados atraves detecnicas simples de filtragem e (ii) o processamento avancado,que envolve a aplicacao de tecnicas um pouco mais sofisticadas

(deconvolucao, filtragem multicanal FK, balanceamento espec-tral, DMO, migracao). Todas as etapas realizadas durante o pro-cessamento compoe o chamado fluxograma de processamentosısmico.

O groundroll ocorre na forma de um cone de ruıdo com re-flexoes lineares, de baixa frequencia e alta amplitude, que se su-perpoe mascarando as demais reflexoes, prejudicando seriamentea razao sinal/ruıdo dos sismogramas. A remocao ou atenuacao dogroundroll e necessaria para a obtencao de secoes sısmicas deboa qualidade. Os metodos de filtragem monocanal simples (e.g.filtro de frequencia passa-banda) e multicanais (e.g. filtro FK) tema desvantagem de tambem atenuarem o sinal.

A tecnica DMO tem como ponto de partida a busca pelasolucao do problema de dependencia entre as velocidades denormal moveout (NMO) e o mergulho dos refletores em subsu-perfıcie. Comparativamente, as velocidades de NMO para refle-tores mergulhantes sao superiores as velocidades observadas nocaso de refletores horizontais (Levin, 1971). O objetivo basico doDMO e corrigir nos dados sısmicos pre-empilhados as distorcoesocasionadas pela presenca de refletores mergulhantes, transfor-mando as secoes de afastamento nao nulo em secoes de afasta-mento nulo. Os processos de DMO preservam reflexoes em pla-nos de falha e melhoram a identificacao das hiperboles de difracaonas secoes empilhadas. Apresentamos o metodo de correcaoDMO em famılias de tiro (Cabrera & Levy, 1989) empregado noprocessamento de dados sısmicos da Bacia do Tacutu com oobjetivo de remover o efeito do mergulho dos refletores sobrea velocidade de empilhamento, obter um campo de velocidademais preciso na analise de velocidade residual e a secao sısmicaempilhada.

GEOLOGIA DA BACIA

A Bacia sedimentar do Tacutu, de idade Mesozoica, desenvolveu-se como um rifte intracontinental, com alongamento na direcaoNE-SO de aproximadamente 300 km de comprimento e lar-gura entre 30 e 50 km (Eiras & Kinoshita, 1987). Segundo aclassificacao de Klemme (1980), a Bacia do Tacutu e do tipo III,definida como um rifte cratonico, que tem de pequeno a medioporte, linear e falhada, podendo ou nao representar uma area deespalhamento do assoalho oceanico incipiente. O graben do Ta-cutu encontra-se inserido na regiao central do Craton Escudo dasGuianas, na fronteira entre o estado brasileiro de Roraima e o dis-trito de Rupununi na Guiana, conforme ilustra a Figura 1.

Os limites do graben sao facilmente identificados: pelos aflo-ramentos de basalto existentes a nordeste, nas Colinas de Tou-can – Guiana, e a sudoeste, na Serra de Nova Olinda-Brasil;

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MICHELANGELO G. SILVA e MILTON J. PORSANI 275

RIO

CARACAS

PARAMARIBO

GEORGETOWN

OCEANO ATLÂNTICO

0 200 400

km

SOLIMÕES

66° 62° 58° 54° 52°

8°

4°

0°

4°

12°

ORINOCO

RIO

AMAZONASRIO

70°

BOA VISTA

BELÉM

MACAPÁ

MANAUS

CAIENA

HORST DEBAKHUIS

GRÁBEN DOTACUTUGRÁBEN DA

UARAFANDA

ESCUDO DAS GUIANAS

ESCUDOBRASILEIRO

Figura 1 – Mapa do Craton Escudo das Guianas com o graben do Tacutu.

Figura 2 – Mapa geologico da Bacia do Tacutu.

pelas falhas normais Lethem e do Kanuku, que determinam o li-mite sudeste; a noroeste, o limite e definido pelas falhas normaisdo Surumu e do Mau. Esses limites estao ilustrados na Figura 2.

O arcabouco estratigrafico da bacia compreende rochas sedi-mentares e vulcano-sedimentares, sendo caracterizada por quatrosequencias deposicionais:

1. Sequencia basal A – fase pre-rifte, que envolve os basal-tos do jurassico das Formacoes Apoteri e os siltitos deambiente lacustre da Formacao Manari;

2. Sequencia B – fase rifte “ativo”, ocorrendo intenso es-tiramento mecanico da crosta, sendo caracterizada pela

Brazilian Journal of Geophysics, Vol. 24(2), 2006

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Formacao Pirara e por leques de borda no sudesteda bacia;

3. Sequencia C – representa a fase rifte “passivo”, ondeocorre a diminuicao gradativa do estiramento crustal, eposteriormente o assoreamento e formacao do rifte. Com-preende os clasticos de ambiente aluvial e deltaltico dasFormacoes Tacutu e Tucano, alem de possıveis leques deborda;

4. Sequencia D – fase pos-rifte, com a deposicao de sedi-mentos clasticos apos erosao do craton no plioceno (de-vido a evento transcorrente ocorrido) representada pelaFormacao Boa Vista e Savanas do Norte na Guiana.

A Figura 3 traz a coluna estratigrafica da bacia. A formacaoApoteri apresenta basalto toleıtico a olivina-toleıtico (Berrange& Dearnley, 1975), as vezes, camadas de sedimentos interca-lados (arenitos, conglomerados arcosicos e folhelho) sao en-contradas entre os sucessivos derrames de basalto, a espes-sura da formacao pode chegar aos 1500 m. Sobre esses der-rames basalticos, assenta-se a formacao Manari, com espes-sura maxima de 300 m, composta de folhelhos cinza-claro a es-curo, siltito castanho-escuro estratificado e compacto, calcissi-tito creme-claro e dolomito castanho-acizentado. A formacaoPirara nao apresenta afloramentos na bacia, diferentemente dasformacoes Apoteri e Manari, a espessura maxima pode chegaraos 1000 m, essa unidade caracteriza-se por halita hialina acizen-tada e acastanhada, folhelho acizentado a acastanhado, margosoe piritoso, juntamente com pseudomorfos de gipsita, que na mai-oria das vezes e substituıda por anidrita. A formacao Tacutu com-preende uma secao de camadas vermelhas, composta por siltitocastanho-escuro, calcıfero, argiloso, contendo pseudomorfos degipsita substituıdos por anidrita ou calcita, de acordo com dadossısmicos essa unidade esta presente em todo o graben, apresen-tando um espessamento em direcao as grandes falhas do sudeste,sua espessura maxima pode chegar aos 2700 m. Na superfıcie, aformacao Tucano ocorre no conjunto de morros suaves no inte-rior do graben (Serra do Tucano). Essa unidade e constituıda porarenito acastanhado com rasas intercalacoes de siltito arenoso(Carneiro et al., 1968), esse pacote sedimentar pode chegar aos2.200 m de espessura. A formacao Boa Vista pliopleistocenicafoi denominada por Ramos (1990). Essa unidade cenozoica reco-bre as secoes sedimentares e vulcano-sedimentares mesozoicas,chegando a extrapolar os limites do graben do Tacutu em ter-ritorio brasileiro. De acordo com dados sısmicos de reflexao erefracao rasa a espessura maxima pode chegar aos 120 m, espe-

cificamente nos blocos rebaixados das grandes falhas das bordas.As litologias existentes nessa unidade sao arenito, laterito, argili-tos e conglomerados, pelas amostras dos pocos da PETROBRASforam identificados argilito vermelho a creme, calcıfero e siltitovermelho.

INFORMACOES SOBRE OS DADOS SISMICOS

Com o objetivo de iniciar o processo exploratorio de hidrocar-bonetos na area brasileira da Bacia do Tacutu, a PETROBRAS,no perıodo de 1981 e 1986, realizou uma serie de levantamen-tos sısmicos de reflexao e refracao, alem da perfuracao de doispocos pioneiros (1-TU-1-RR e 1-ST-1-RR). Uma copia de algu-mas linhas sısmicas desses levantamentos foi obtida da AgenciaNacional do Petroleo, Gas Natural e Biocombustıveis – ANP e estaa disposicao de alunos e pesquisadores do Centro de Pesquisaem Geofısica e Geologia da UFBA. A Tabela 1 apresenta as campa-nhas exploratorias realizadas pela PETROBRAS, no Brasil, e pelaempresa Home Oil Co. Ltd., na Guiana.

A linha sısmica de reflexao 50-RL-90 (Figura 4), utilizada nopresente trabalho contem 179 tiros e foi adquirida em 1981, comarranjo split-spread simetrico. A partir da Figura 5 pode-se ilus-trar o conceito de cobertura sısmica. Note que utilizando-se ape-nas seis geofones e a mesma distancia entre pontos de tiro eestacoes receptoras, um mesmo ponto em subsuperfıcie e amos-trado no maximo quatro vezes, sendo a cobertura igual a 4. ATabela 2 traz os mais importantes parametros de aquisicao. Po-demos ver nessa Tabela, a baixa cobertura da linha sısmica 50-RL-90, isso e um fator preocupante, pois prejudica a identificacaodos eventos de reflexoes nas famılias de ponto medio comum ea estimativa das velocidades da subsuperfıcie, comprometendo acorrecao do sobretempo normal (NMO).

PROCESSAMENTO DOS DADOS

O processamento de dados sısmicos de reflexao convencionale normalmente dividido em duas fases de execucao, o pre-processamento, que envolve as etapas de preparacao dos dadose a utilizacao de tecnicas simples de tratamento do sinal sısmico,e o processamento avancado, que engloba tecnicas mais sofisti-cadas, como a deconvolucao do pulso sısmico, a analise de ve-locidades e a migracao. O fluxograma, contendo as etapas utili-zadas no processamento da linha 50-RL-90 esta apresentado naFigura 6.


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Figura 3 – Coluna estratigrafica da Bacia do Tacutu, adaptada de Eiras & Kinoshita (1990).


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Tabela 1 – Quadro sumario dos resultados das campanhas exploratorias na Bacia doTacutu, fonte: Eiras & Kinoshita (1990).

EmpresaLinhas sısmicas (km) Numero Total

Reflexao Refracao de pocos Perfurado (m)

PETROBRAS 1.948 74,6 2 6.407

Home Oil Corp. Ltda 1.209 – 2 5.705

4200000 4230000 4260000 4290000 4320000 4350000

4200000

10300000

10330000

10360000

10390000

10420000

10450000

10300000

10330000

10360000

10390000

10420000

10450000

BRASIL - RR

GUIANA

DATUM: SAD-69

MERIDIANO CENTRAL: 54 W

ELIPSÓIDE: UGGI - 1967

LEGENDA:

PROJEÇÃO: POLICÔNICA

3º 27´ 35´´

60º 00´ 46´´

0 10 20 30

km

4230000 4260000 4290000 4320000 4350000

RL50-91

RL50-104

RL50-87

RL50-89

RL50-9

0

RL50-85

RL50-86

RL204-233RL204-232

RL204-243RL204-247

RL204-236

RL204-239

RL204-242

RL204-251

RL204-249

POÇO (1-TU-1-RR)LINHAS SÍSMICAS

BACIA DO TACUTU

BRASIL

68º 52º

0º

16º

32º

Figura 4 – Mapa de localizacao da linha sısmica de reflexao 50-RL-90 na porcao brasileira da Bacia do Tacutu.

Etapas do pre-processamento

No pre-processamento da linha 50-RL-90, foram realizadas as se-guintes tarefas:

• Leitura dos dados no formato SEG-Y;

• Montagem da geometria 2D, com a definicao das coorde-nadas dos pontos de tiro e geofones, calculo dos afasta-mentos entre fonte-receptor e determinacao das famıliasde ponto medio comum;

• Visualizacao dos sismogramas de tiro, e a eliminacao to-tal ou parcial dos tracos contaminados por ruıdo eletrico

gerado pelos equipamentos, com amplitudes anomalase altas frequencia, e ruıdo transiente, causados pormovimentacoes proximas ao arranjo de geofones;

• Silenciamento da area ruidosa das famılias de tiro, entre otempo zero e as primeiras chegadas, atraves da definicaoda funcao mute, e

• Correcao das amplitudes do sinal sısmico, devido aoespalhamento geometrico ou divergencia esferica e aaplicacao do controle de ganho automatico instantaneo –AGC, para equalizar as amplitudes do traco.


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Figura 5 – Obtencao da cobertura multipla atraves do levantamento contınuo, usando o arranjo split-spread simetrico, onde:21G – offset mınimo,1G – distancia entre geofones,1S– distancia entre pontos de tiro.

Tabela 2 – Parametros de aquisicao das linhas sısmicas da Figura 4, onde t-tempo de registro, 1t-intervalo deamostragem, C-cobertura,1S-distancia entre pontos de tiros,1G-distancia entre geofones e Nc-numero de canais.

LINHA LANCO t(s) 1t (ms) C 1S(m) 1G(m) Nc

50-RL-85 2500-150-0-150-2500 3 4 12 200 50 96

50-RL-86 2500-150-0-150-2500 3 4 12 200 50 96

50-RL-87 2500-150-0-150-2500 3 4 12 200 50 96

50-RL-89 2500-150-0-150-2500 3 4 12 200 50 96

50-RL-90 2500-150-0-150-2500 4 4 12 200 50 96

50-RL-91 2500-150-0-150-2500 4 4 12 200 50 96

50-RL-92 2500-150-0-150-2500 4 4 12 200 50 96

50-RL-104 2700-350-0-350-2700 4 4 12 200 50 96

204-RL-232 1050-100-0-100-3850 4 4 12 50 50 96

204-RL-233 3850-100-0-100-1050 5 4 48 50 50 96

204-RL-236 2450-100-0-100-4500 4 4 48 50 50 963850-100-0-100-1050

204-RL-239 2450-100-0-100-4500 4 4 48 50 50 963850-100-0-100-1050

204-RL-242 3850-100-0-100-1050 4 4 48 50 50 96

204-RL-243 3850-100-0-100-1050 4 4 48 50 50 96

204-RL-247 3850-100-0-100-1050 4 4 48 50 50 96

204-RL-249 2450-100-0-100-2450 4 4 48 50 50 96

204-RL-251 2450-100-0-100-2450 4 4 48 50 50 96

Para evitar a perda de informacao e a reducao da coberturaCMP foi dada atencao especial na edicao dos tracos e na escolhado mute de cada sismograma de tiro.

A Figura 7 ilustra o silenciamento da famılia de tiro 104 aposa definicao de uma funcao mute.

A tecnica do controle de ganho automatico instantaneo –AGC, mencionada anteriormente, envolve a definicao do compri-mento de uma janela movel de tempo, o calculo e a aplicacao deum escalar em cada amostra do traco sısmico. Apesar de suasimplicidade, o uso do AGC deve ser cuidadoso, pois janelas


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Leitura e importação dos dados

Pré-processamento:geometria, edição, silenciamento e

correção de amplitude

Balanceamento espectral

Mute stretchCorreção Dip Moveout

(tiros com NMO)

Organização CMP

Análise de velocidadepreliminar

Correção NMO

Empilhamento

Filtragem F-K(tiros sem NMO)

Organização CMP

Análise de velocidade

Correção NMO

Empilhamento

NMO inverso

Figura 6 – Fluxograma utilizado no processamento sısmico da linha 50-RL-90.

de tempo com o comprimento muito pequeno, pode ocasionar aperda da amplitude relativa do sinal, por outro lado, se o compri-mento for muito grande, o resultado apresenta alteracoes mınimasdas amplitudes do traco. O comprimento da janela de tempoempregado normalmente encontra-se na faixa de 200 a 500 ms(Yilmaz, 1987).

A Figura 8 mostra a famılia de tiro 50 apos a correcao de di-vergencia esferica e a aplicacao do controle de ganho automaticocom a janela de tempo de 1000 ms, juntamente com as curvas do

envelope das amplitudes do traco 25. Observando essa Figura,vemos no sismograma original, um acentuado decrescimo da am-plitude dos tracos com o tempo, provavelmente causados pelosefeitos de atenuacao da onda sısmica durante sua propagacao emsubsuperfıcie, e no sismograma corrigido, as amplitudes apre-sentam uma boa equalizacao. Esse equilıbrio das amplitudes,pode ser facilmente verificada, comparando a curva do envelopedo traco 25 original, que apresenta queda das amplitudes, princi-palmente, apos 2.0 s, e a curva do envelope do traco ja corrigido,


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(a) (b)

Figura 7 – Silenciamento da famılia de tiro 104: sismograma editado com a funcao mute definida pelos pontos “picks” da linha vermelhaem (a), resultado apos aplicacao da funcao mute em (b).

onde as amplitudes iniciais nao sofreram grandes alteracoes, e asamplitudes nos tempos finais foram amplificadas.

Nesse trabalho, nao realizamos a correcao estatica, uma vezque, a influencia dos erros de estatica sobre os dados nao prejudi-caria o processamento, ja que o terreno da Bacia do Tacutu e pra-ticamente plano, existindo apenas a Serra do Tucano, localizadaem seu interior, que causa mudancas significativas na topografia.Esse comportamento plano do terreno, tambem pode ser visto nazona de baixa velocidade (ZBV) da area onde foi levantada a linhasısmica 50-RL-90.

Etapas do processamento avancado

Os principais objetivos nessa fase do processamento, foram:

• Atenuar o groundroll das famılias de tiro por meio datecnica do balanceamento espectral;

• Estimar o campo de velocidade da subsuperfıcie e realizara correcao NMO nas famılias CMPs;

• Aplicar a correcao DMO nas famılias de tiro, e

• Gerar a secao sısmica empilhada em tempo.

Filtragem do “groundroll”

O groundroll e uma onda de superfıcie rayleigh que ocorre nainterface de superfıcie livre sobrepondo camadas de baixa velo-cidade. Aspectos teoricos sobre esta onda podem ser encontra-dos em Grant & West (1965), Ewing et al. (1957) e Dobrin et al.(1954).

As principais caracterısticas do groundroll sao a alta am-plitude, baixa velocidade, concentracao de sua energia nas bai-xas frequencias e a dispersao. Geralmente, a velocidade depropagacao das ondas rayleigh, encontra-se na faixa de 100 a1000 m/s e a frequencia do groundroll inferior a dos eventos derefracao e reflexao, podendo chegar aos 15 Hz. A Figura 9 ilustrao groundroll, representado pelo cone de ruıdo de baixa frequenciana porcao central da famılia de tracos sısmicos associadas a ummesmo ponto de tiro. Levando em conta as caracterısticas ci-tadas anteriormente, podemos observar que a identificacao dashiperboles de reflexao fica totalmente comprometida na regiao(delimitada pela linha vermelha) onde predomina o groundroll,tambem e evidente o comportamento linear desse ruıdo, seme-lhante ao dos eventos de refracao e a onda direta, mas com velo-cidades bem mais baixas.


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0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(a)

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0T

empo

(s)

20 40 60 80

(b)

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Tem

po (

s)

-50 0Amplitude (dB)

(c)

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Tem

po (

s)

-50 0Amplitude (dB)

(d)

Figura 8 – Correcao de amplitude da famılia de tiro 50: sismograma original em (a), resultado apos aplicacao da correcao dedivergencia esferica e AGC em (b), curva do envelope do traco 25 original em (c) e curva do envelope do traco 25 corrigido em (d).

Os registros de tiro da linha sısmica 50-RL-90, estavam am-plamente afetados pelo groundroll, o que comprometia fortementeas demais etapas do processamento. Com o objetivo de ate-nuar esse ruıdo, realizamos testes, utilizando o filtro de frequenciapassa-banda, o filtro FK e o balanceamento espectral. A seguir,descrevemos a tecnica do balanceamento espectral, os procedi-mentos adotados na aplicacao das tecnicas de filtragem e mos-tramos os resultados obtidos.

Balanceamento Espectral

A tecnica do balanceamento espectral ou spectral balancinge muito util na atenuacao de ruıdos sısmicos de alta energia

(Yilmaz, 1987). Embora nao seja um metodo de deconvolucao,o balanceamento pode ser admitido como uma aproximacao dadeconvolucao de fase-zero, pois sua aplicacao nao ocasionamodificacoes significativas na fase do sinal, alterando apenas, oespectro de amplitude. Portanto, a tecnica e monocanal diferindode outras tecnicas multicanais, como a filtragem FK.

A aplicacao do balanceamento espectral em dados contami-nados pelo groundroll, que e caracterizado por forte amplitudenas frequencias, resulta numa melhoria do sinal, uma vez que atecnica nivela a energia do ruıdo com as componentes do espectrodo sinal. Alem disso, o balanceamento espectral pode ser apli-cado com operadores variantes com o tempo, limitando a banda


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Figura 9 – Cone de ruıdo, de um sismograma de tiro da linha sısmica 50-RL-90, exibindo o groundroll.

de frequencia onde ocorre o sinal.A filtragem dos dados sısmicos atraves do metodo conhecido

como balanceamento espectral segue os seguintes passos:

• Conversao do dado de entrada x(t) para o domınio dafrequencia X(ω) via transformada de Fourier 1D;

• O dado e separado em bandas de frequencia1X(ω).

• As bandas de frequencia sao separadamente transforma-das para o domınio do tempo1x(t) via transformada deFourier inversa. Cada traco original fica decomposto emvarios tracos com um conteudo de frequencia distinto;

• Uma funcao de ganho do tipo AGC e calculada 1g(t) eaplicada para cada traco decomposto, e

• Apos a equalizacao, o dado filtrado x(t) e obtidopela soma dos tracos decompostos em cada banda defrequencia. A Figura 10 traz um esquema com os passosdo balanceamento espectral.

Tecnicas mais sofisticadas de balanceamento espectral utili-zam o envelope do traco de entrada para correcao da amplitudeverdadeira no traco de saıda.

Resultados da filtragem

Buscando atenuar o groundroll no domınio do tiro, testamos a fil-tragem em frequencia, com o filtro do tipo passa-banda, e a filtra-gem FK, em seguida, comparamos os resultados, com o metododo balanceamento espectral. Inicialmente, fizemos uma analisedo espectro de amplitude de algumas famılias de tiro e definimospara o filtro passa-banda, as frequencias de corte, 15 e 55 Hz, ebanda de passagem, 20 a 50 Hz. Na filtragem FK, determinamosum polıgono de rejeicao no plano FK (Figura 11).

A Figura 12 apresenta os resultados da filtragem dogroundroll. Verificamos nessa Figura, que o ruıdo ainda estapresente nos sismogramas apos a filtragem em frequencia eFK. Nota-se que houve uma atenuacao muito exagerada dogroundroll com o filtro passa-banda (Figura 12a), causando umcorte na banda de frequencia baixa do espectro de amplitude


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Figura 10 – Passos da tecnica de balanceamento espectral. N – numero de bandas de frequencia,1X(ω) – dadosde uma banda de frequencia,1x(t) – tracos com o mesmo conteudo de frequencia,1g(t) – serie de funcoes ganhocalculadas dos tracos com o mesmo conteudo de frequencia, x(t) – tracos de uma banda de frequencia equalizados.

(Figura 13) e provocando uma reducao significativa das ampli-tudes do sinal. No resultado com o filtro FK (Figura 12b), vemosque o groundroll nao foi totalmente eliminado, isto deve-se apresenca de alias espacial nas velocidades aparentes do ruıdo.O alias reflete energia do groundroll nas areas do espectro FKonde ocorre o sinal.

O resultado com o balanceamento espectral (Figura 12c),mostra claramente a continuidade das reflexoes no tempo de 1.8s, alem de outras reflexoes que nao sao visıveis no sismogramacom as amplitudes corrigidas, devido ao efeito do groundroll. Epreciso ressaltar, a eficiencia dessa tecnica quanto ao nıvel das

amplitudes, uma vez que nao ha reducao significativa das mes-mas. Apesar da preservacao da amplitude original nao estar ga-rantida.

Comparando os espectros de amplitude da famılia de tiro 88apos as tres filtragens, mostradas na Figura 13, verifica-se que oespectro de amplitude associado ao resultado do balanceamentoespectral mostra uma suavizacao na banda de frequencia baixado sinal, entre 0 e 20 Hz. Nos espectros associados as filtra-gens de frequencia, observamos uma queda (corte) significativa,o que provoca a reducao do nıvel de amplitude tanto do ruıdo(groundroll ) quando do sinal (reflexoes).


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Figura 11 – Espectro FK da famılia de tiro 88 em (a) e apos aplicacao do filtro de rejeicao em (b). O polıgono, em preto, define a zona de rejeicao.

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(a)

0

0.5

1.0

1.5

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(b)

0

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2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

20 40 60 80

(c)

Figura 12 – Famılia de tiro 88, apos a aplicacao do filtro passa-banda de (15-20-50-55)Hz em (a), filtro FK em (b) e balanceamento espectral em (c).


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Figura 13 – Espectros de amplitude dos sismogramas da Figura 12. A linha azul corresponde a filtragempassa-banda; em vermelho a filtragem FK e em preto ao balanceamento espectral.

Atenuacao do estiramento, onda direta e refratada

Com o aumento da razao sinal-ruıdo dos dados, apos a filtragemdo groundroll, realizamos uma analise de velocidade preliminar,no qual empregamos o metodo de coerencia da amplitude de em-pilhamento, para o calculo do espectro de velocidade e formamossupergathers com 50 famılias CMPs.

O campo de velocidade obtido pela analise de velocidadepreliminar, foi suavizado com os parametros: incremento de 10CMPs (250m) na interpolacao linear horizontal, incremento detempo igual a 200ms na interpolacao linear vertical, e um smo-othing do tipo media com comprimento do operador igual a 5(funcoes velocidades). As Figuras 14 e 15, mostram o campode velocidade e a secao empilhada em tempo, respectivamente.Nota-se com facilidade, no intervalo de tempo 0 a 500 ms dasecao empilhada, a baixa frequencia devido ao estiramento e apresenca dos eventos da onda direta e das refracoes.

O problema do estiramento dos tracos das famılias CMPs,causado pela correcao NMO, foi solucionado com a aplicacao domute stretch, utilizando as funcoes velocidade do campo de ve-locidade preliminar (Figura 14), e um percentual de estiramentode 70% para evitar perda de informacao dos eventos de reflexaoproximos a superfıcie.

A presenca dos eventos relacionados a onda direta e refratadanos dados prejudicaram muito a estimativa da velocidade das re-flexoes rasas, e o aumento da razao sinal-ruıdo no empilhamento,pois sao ruıdos coerentes e possuem alta amplitude. O fato dasondas refratadas apresentarem alias no domınio t - x somente nas

frequencias mais altas, facilitou a utilizacao da filtragem multica-nal FK para a sua eliminacao por diferenca de velocidade aparenteentre a refratada e o sinal. Antes disso, aplicamos a correcao NMOinversa e reorganizamos os dados em famılias de tiro. A Figura16 apresenta o resultado da filtragem FK de uma famılia de tiro.

Correcao “Dip Moveout” (DMO)

A tecnica DMO, teve como ponto de partida a busca pela solucaodo problema de dependencia entre as velocidades de NMO e omergulho dos refletores em subsuperfıcie. Comparativamente, asvelocidades de NMO para refletores mergulhantes sao conside-ravelmente superiores as velocidades observadas no caso de re-fletores horizontais (Levin, 1971). Portanto, o objetivo basico doDMO e corrigir nos dados sısmicos pre-empilhados as distorcoesocasionadas pela presenca de refletores mergulhantes, transfor-mando as secoes de afastamento nao nulo em secoes de afasta-mento nulo.

A correcao DMO utilizada no processamento, empregou oalgoritmo proposto por Cabrera & Levy (1989), que aplica acorrecao DMO no domınio do tiro com transformacao logarıtmicatemporal e espacial.

De acordo com Cabrera & Levy (1989), a equacao que re-presenta a transformacao DMO para uma famılia de tiro, pode serdefinida por

S0(t0, h) ≈ Sn

[

t0 −h2

2t0

(1t01h

)2

, h

]

, (1)


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Figura 14 – Campo da velocidade preliminar RMS suavizado da linha sısmica 50-RL-90, apos a atenuacao do groundroll.

Figura 15 – Secao empilhada da linha sısmica 50-RL-90, obtido com a utilizacao do campo de velocidade da Figura 14.

onde: Sn – famılia de tiro com correcao do sobretempo normal,t0 – tempo de afastamento nulo, h – afastamento fonte-receptor e1t0/1h – inclinacao da reflexao na secao de afastamento nulo.

Para realizar a transformacao logarıtmica temporal (Bolondiet al., 1982) e espacial, aplica-se na equacao 1, as seguintes ex-pressoes:

ψ0 = Tr ln

(t0Tr

)e λ = Hr ln

(h

Hr

),

sendo Tr e Hr o tempo e afastamento de referencia, respectiva-mente.

A equacao que representa o dado transformado no domıniologarıtmico no tempo e espaco sera:

T0(ψ0, λ) ≈ qn

(

ψ0 −H2

r

2Tr

(1ψ0

1λ

)2

, λ

)

. (2)

Passando a equacao 2 para o domınio da frequencia - numero


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0

0.5

1.0

1.5

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(a)

0

0.5

1.0

1.5

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(b)

Figura 16 – Atenuacao da onda direta e refratada: famılia de tiro 50 apos atenuacao do estiramento e NMOinverso em (a) e resultado da filtragem FK em (b).

de onda (ω − k), teremos:

T0(ω, k) ≈ qn(ω, k)exp

(

−iωH2

r

2Tr

k2

ω2

)

. (3)

Depois que os sismogramas de tiro, corrigidos do sobre-tempo normal, sofrem a transformacao logarıtmica, e aplicada aTransformada de Fourier 2D e o termo de deslocamento de faseDMO da equacao 3. Por fim, os dados retornam para o domıniot-x com a Transformada de Fourier Inversa.

Para obter um campo de velocidade mais preciso da subsu-perfıcie, aplicamos a correcao DMO nas famılias de tiro da linhasısmica 50-RL-90. A Figura 17 mostra uma famılia de tiro e oresultado da correcao DMO. Nessa Figura, alem da correcao dasdistorcoes nos refletores mergulhantes, destacamos a atenuacaodo estiramento e a melhoria, nos offsets mais distantes, da conti-nuidade do evento localizado na janela de tempo entre 0.5 e 1.0s.

Analise de velocidade e empilhamento

Concluıda a correcao DMO, aplicou-se a correcao NMO inversa ereorganizou-se os dados em famılias CMPs, apos isso, realizou-se a segunda analise de velocidade, empregando novamente ometodo de coerencia da amplitude de empilhamento, mas destavez, formando os supergathers com 25 famılias CMPs. Para su-avizar o campo de velocidade estimado, utilizamos os mesmosparametros que foram empregados na suavizacao do campo develocidade preliminar. As Figuras 18 e 19 trazem o campo develocidade e a secao empilhada em tempo da linha sısmica 50-RL-90. Observando na Figura 19, verificamos que houve um au-

mento na resolucao temporal, caracterizado pela maior definicaodos refletores. Da mesma forma, a qualidade da secao sısmica,nos permite identificar falhas normais e feicoes anticlinais e sin-clinais. De acordo com Eiras & Kinoshita (1990), os sinclinaisforam dobrados depois da deposicao do arenito Tucano.

CONCLUSOES

Foi possıvel obter uma boa imagem da secao empilhada apos oprocessamento convencional da linha sısmica 50-RL-90, da Ba-cia do Tacutu, que permite ao interprete, uma facil visualizacaodos refletores e das estruturas existentes na subsuperfıcie.

A tecnica do balanceamento espectral foi escolhida por apre-sentar melhor atenuacao do groundroll e melhoria da razao sinal-ruıdo dos dados.

De acordo com os resultados, o uso do mute stretch naatenuacao do estiramento foi satisfatoria, nao havendo perda decobertura nos afastamentos mais distantes da fonte, nem o com-prometimento dos eventos de reflexao mais rasos. A filtragem FKdas famılias de tiro, aplicada nas ondas refratadas, que nao es-tavam em alias, resultou na melhoria da continuidade lateral doseventos de reflexao proximas a superfıcie. A tecnica DMO cor-rigiu satisfatoriamente o efeito de distorsao dos mergulhos dosrefletores em subsuperfıcie.

Apos a analise de velocidade residual, com os dados corrigi-dos pelo metodo DMO, obtemos um campo de velocidade maisrealıstico da subsuperfıcie, melhorando significativamente a ima-gem da secao empilhada.


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0

0.5

1.0

1.5

2.0

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(a)

0

0.5

1.0

1.5

2.0

Tem

po(s

)

20 40 60 80

(b)

Figura 17 – Resultado da correcao DMO: famılia de tracos do tiro 50 antes (a) e apos aplicacao da correcao DMO (b).

Figura 18 – Campo da velocidade RMS suavizado da linha sısmica 50-RL-90, estimado apos a correcao DMO.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao geologo Jaime F. Eiras da PETROGEOe aos revisores anonimos pelas crıticas e sugestoes apresenta-das que bastante contribuıram para melhor apresentacao do texto.Tambem agradecem a FINEP, PETROBRAS, CNPq e FAPESB pelo

apoio financeiro ao projeto da Rede em Risco Exploratorio; a ANPpelos dados sısmicos fornecidos, e a PARADIGM e LANDMARKpelas licencas dos softwares de processamento sısmicos cedidasao CPGG-UFBA. Michelangelo G. da Silva agradece a CAPES pelabolsa de estudos.


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Figura 19 – Secao empilhada da linha sısmica 50-RL-90, obtido com a utilizacao do campo de velocidade da Figura 18.

REFERENCIAS

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tholeitic flows in the North Savannas Graben of Guyana and Brazil. Geo-

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mic sections. Geophysical Prospecting, 30: 813–828.

CABRERA J & LEVY S. 1989. Shot dip moveout with logarithmic trans-

formations. Geophysics, 54(8): 1038–1041.

CARNEIRO RG, ANDRADE FG & SILVA GOP. 1968. Reconhecimento

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YILMAZ O. 1987. Seismic Data Analysis. Society of Exploration Geophy-

sicists – SEG, Tulsa – Oklahoma. 526 pp.

NOTAS SOBRE OS AUTORES

Michelangelo G. da Silva. B.C. em Engenharia de Agrimensura pela EEA, 2001. Mestre em Geofısica de Exploracao de Petroleo pela UFBA, em 2004. De 2004 a2006 bolsista do CNPq. Atualmente pesquisador do projeto Mapeamento dos Sistemas Petrolıferos das Bacias do Reconcavo e Tucano Sul (ANP/FAPEX/CPGG-UFBA).As principais areas de interesse sao metodos de filtragem, processamento de dados sısmicos de reflexao e interpretacao sısmica.

Milton J. Porsani. B.C. em Geologia pela USP, 1976. Mestre em Geofısica pela UFPA, 1981. Doutor em Geofısica pela UFBA, 1986. De 1986 ate o presentee Pesquisador do CPGG-UFBA. Pos-doutorado em Geofısica, Institute for Geophysics at University of Texas at Austin, EUA, setembro/92 a outubro/93. Professordo Departamento de Geologia e Geofısica Aplicada do IGEO-UFBA (1990). Professor Titular na materia Exploracao de Petroleo (2000). Pesquisador IA do CNPq.Coordenador do Programa de Exploracao de Petroleo do CPGG-UFBA. Areas de interesse: desenvolvimento de metodos e algoritmos de filtragem mono e multicanais,processamento de dados sısmicos, inversao de dados geofısicos.


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